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js模塊化編程之徹底弄懂CommonJS和AMD/CMD！

先回答我：為什么模塊很重要？

答：因為有了模塊，我們就可以更方便地使用別人的代碼，想要什么功能，就加載什么模塊。
但是，這樣做有一個前提，那就是大家必須以同樣的方式編寫模塊，否則你有你的寫法，我有我的寫法，豈不是亂了套！

于是下面三個模塊規(guī)范出來了，這篇文章也出來了（拼出來的 {捂臉笑}）。

JS中的模塊規(guī)范（CommonJS，AMD，CMD），如果你聽過js模塊化這個東西，那么你就應(yīng)該聽過或CommonJS或AMD甚至是CMD這些規(guī)范咯，我也聽過，但之前也真的是聽聽而已。 現(xiàn)在就看看吧，這些規(guī)范到底是啥東西，干嘛的。本文包括這三個規(guī)范的來源及對應(yīng)的產(chǎn)物的原理。

一、CommonJS

1.一開始大家都認(rèn)為JS是辣雞，沒什么用，官方定義的API只能構(gòu)建基于瀏覽器的應(yīng)用程序，逗我呢，這太狹隘了吧(用了個高端詞，嘎嘎)，CommonJS就按耐不住了，CommonJS API定義很多普通應(yīng)用程序（主要指非瀏覽器的應(yīng)用）使用的API，從而填補(bǔ)了這個空白。它的終極目標(biāo)是提供一個類似Python，Ruby和Java標(biāo)準(zhǔn)庫。這樣的話，開發(fā)者可以使用CommonJS API編寫應(yīng)用程序，然后這些應(yīng)用可以運(yùn)行在不同的JavaScript解釋器和不同的主機(jī)環(huán)境中。

在兼容CommonJS的系統(tǒng)中，你可以使用JavaScript開發(fā)以下程序：

(1).服務(wù)器端JavaScript應(yīng)用程序
(2).命令行工具
(3).圖形界面應(yīng)用程序
(4).混合應(yīng)用程序（如，Titanium或Adobe AIR）

2009年，美國程序員Ryan Dahl創(chuàng)造了node.js項目，將javascript語言用于服務(wù)器端編程。這標(biāo)志"Javascript模塊化編程"正式誕生。因為老實說，在瀏覽器環(huán)境下，沒有模塊也不是特別大的問題，畢竟網(wǎng)頁程序的復(fù)雜性有限；但是在服務(wù)器端，一定要有模塊，與操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用程序互動，否則根本沒法編程。NodeJS是CommonJS規(guī)范的實現(xiàn)，webpack 也是以CommonJS的形式來書寫。

node.js的模塊系統(tǒng)，就是參照CommonJS規(guī)范實現(xiàn)的。在CommonJS中，有一個全局性方法require()，用于加載模塊。假定有一個數(shù)學(xué)模塊math.js，就可以像下面這樣加載。

var math = require('math');

然后，就可以調(diào)用模塊提供的方法：

var math = require('math');

  math.add(2,3); // 5

CommonJS定義的模塊分為:{模塊引用(require)} {模塊定義(exports)} {模塊標(biāo)識(module)}

require()用來引入外部模塊；exports對象用于導(dǎo)出當(dāng)前模塊的方法或變量，唯一的導(dǎo)出口；module對象就代表模塊本身。

雖說Node遵循CommonJS的規(guī)范，但是相比也是做了一些取舍，填了一些新東西的。

不過，說了CommonJS也說了Node，那么我覺得也得先了解下NPM了。NPM作為Node的包管理器，不是為了幫助Node解決依賴包的安裝問題嘛，那它肯定也要遵循CommonJS規(guī)范啦，它遵循包規(guī)范（還是理論）的。CommonJS WIKI講了它的歷史，還介紹了modules和packages等。

下面講講commonJS的原理以及簡易實現(xiàn)：

1、原理

瀏覽器不兼容CommonJS的根本原因，在于缺少四個Node.js環(huán)境的變量。

• module
• exports
• require
• global

只要能夠提供這四個變量，瀏覽器就能加載 CommonJS 模塊。

下面是一個簡單的示例。

<pre class=" language-javascript" style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> `var module = {
exports: {}
};

(function(module, exports) {
exports.multiply = function (n) { return n * 1000 };
}(module, module.exports))

var f = module.exports.multiply;
f(5) // 5000` </pre>

上面代碼向一個立即執(zhí)行函數(shù)提供 module 和 exports 兩個外部變量，模塊就放在這個立即執(zhí)行函數(shù)里面。模塊的輸出值放在 module.exports 之中，這樣就實現(xiàn)了模塊的加載。

2、Browserify 的實現(xiàn)

知道了原理，就能做出工具了。Browserify 是目前最常用的 CommonJS 格式轉(zhuǎn)換的工具。

請看一個例子，main.js 模塊加載 foo.js 模塊。

<pre class=" language-javascript" style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> // foo.js module.exports = function(x) { console.log(x); }; // main.js var foo = require("./foo"); foo("Hi"); </pre>

使用下面的命令，就能將main.js轉(zhuǎn)為瀏覽器可用的格式。

<pre class=" language-bash" style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> $ browserify main.js > compiled.js </pre>

Browserify到底做了什么？安裝一下browser-unpack，就能看清楚了。

<pre class=" language-bash" style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> $ npm install browser-unpack -g </pre>

然后，將前面生成的compile.js解包。

<pre class=" language-bash" style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> `$ browser-unpack < compiled.js

[
{
"id":1,
"source":"module.exports = function(x) {\n console.log(x);\n};",
"deps":{}
},
{
"id":2,
"source":"var foo = require("./foo");\nfoo("Hi");",
"deps":{"./foo":1},
"entry":true
}
]` </pre>

可以看到，browerify 將所有模塊放入一個數(shù)組，id 屬性是模塊的編號，source 屬性是模塊的源碼，deps 屬性是模塊的依賴。

因為 main.js 里面加載了 foo.js，所以 deps 屬性就指定 ./foo 對應(yīng)1號模塊。執(zhí)行的時候，瀏覽器遇到 require('./foo') 語句，就自動執(zhí)行1號模塊的 source 屬性，并將執(zhí)行后的 module.exports 屬性值輸出。

3、Tiny Browser Require

雖然 Browserify 很強(qiáng)大，但不能在瀏覽器里操作，有時就很不方便。

我根據(jù) mocha 的內(nèi)部實現(xiàn)，做了一個純?yōu)g覽器的 CommonJS 模塊加載器 tiny-browser-require 。完全不需要命令行，直接放進(jìn)瀏覽器即可，所有代碼只有30多行。

[圖片上傳失敗...(image-933375-1528035945620)]

它的邏輯非常簡單，就是把模塊讀入數(shù)組，加載路徑就是模塊的id。

<pre class=" language-javascript" style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> `function require(p){
var path = require.resolve(p);
var mod = require.modules[path];
if (!mod) throw new Error('failed to require "' + p + '"');
if (!mod.exports) {
mod.exports = {};
mod.call(mod.exports, mod, mod.exports, require.relative(path));
}
return mod.exports;
}

require.modules = {};

require.resolve = function (path){
var orig = path;
var reg = path + '.js';
var index = path + '/index.js';
return require.modules[reg] && reg
|| require.modules[index] && index
|| orig;
};

require.register = function (path, fn){
require.modules[path] = fn;
};

require.relative = function (parent) {
return function(p){
if ('.' != p.charAt(0)) return require(p);
var path = parent.split('/');
var segs = p.split('/');
path.pop();

for (var i = 0; i < segs.length; i++) {
  var seg = segs[i];
  if ('..' == seg) path.pop();
  else if ('.' != seg) path.push(seg);
}

return require(path.join('/'));

};
};` </pre>

使用的時候，先將上面的代碼放入頁面。然后，將模塊放在如下的立即執(zhí)行函數(shù)里面，就可以調(diào)用了。

<pre style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> `<script src="require.js" />

<script>
require.register("moduleId", function(module, exports, require){
// Module code goes here
});
var result = require("moduleId");
</script>` </pre>

還是以前面的 main.js 加載 foo.js 為例。

<pre class=" language-javascript" style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> `require.register("./foo.js", function(module, exports, require){
module.exports = function(x) {
console.log(x);
};
});

var foo = require("./foo.js");
foo("Hi");` </pre>

注意，這個庫只模擬了 require 、module 、exports 三個變量，如果模塊還用到了 global 或者其他 Node 專有變量（比如 process），就通過立即執(zhí)行函數(shù)提供即可。

二、AMD

基于commonJS規(guī)范的nodeJS出來以后，服務(wù)端的模塊概念已經(jīng)形成，很自然地，大家就想要客戶端模塊。而且最好兩者能夠兼容，一個模塊不用修改，在服務(wù)器和瀏覽器都可以運(yùn)行。但是，由于一個重大的局限，使得CommonJS規(guī)范不適用于瀏覽器環(huán)境。還是上面的代碼，如果在瀏覽器中運(yùn)行，會有一個很大的問題，你能看出來嗎？

var math = require('math');

math.add(2, 3);

第二行math.add(2, 3)，在第一行require('math')之后運(yùn)行，因此必須等math.js加載完成。也就是說，如果加載時間很長，整個應(yīng)用就會停在那里等。您會注意到 require 是同步的。

這對服務(wù)器端不是一個問題，因為所有的模塊都存放在本地硬盤，可以同步加載完成，等待時間就是硬盤的讀取時間。但是，對于瀏覽器，這卻是一個大問題，因為模塊都放在服務(wù)器端，等待時間取決于網(wǎng)速的快慢，可能要等很長時間，瀏覽器處于"假死"狀態(tài)。

因此，瀏覽器端的模塊，不能采用"同步加載"（synchronous），只能采用"異步加載"（asynchronous）。這就是AMD規(guī)范誕生的背景。

CommonJS是主要為了JS在后端的表現(xiàn)制定的，他是不適合前端的，AMD(異步模塊定義)出現(xiàn)了，它就主要為前端JS的表現(xiàn)制定規(guī)范。

AMD是"Asynchronous Module Definition"的縮寫，意思就是"異步模塊定義"。它采用異步方式加載模塊，模塊的加載不影響它后面語句的運(yùn)行。所有依賴這個模塊的語句，都定義在一個回調(diào)函數(shù)中，等到加載完成之后，這個回調(diào)函數(shù)才會運(yùn)行。

AMD也采用require()語句加載模塊，但是不同于CommonJS，它要求兩個參數(shù)：

require([module], callback);

第一個參數(shù)[module]，是一個數(shù)組，里面的成員就是要加載的模塊；第二個參數(shù)callback，則是加載成功之后的回調(diào)函數(shù)。如果將前面的代碼改寫成AMD形式，就是下面這樣：

require(['math'], function (math) {

math.add(2, 3);

});

math.add()與math模塊加載不是同步的，瀏覽器不會發(fā)生假死。所以很顯然，AMD比較適合瀏覽器環(huán)境。目前，主要有兩個Javascript庫實現(xiàn)了AMD規(guī)范：require.js和curl.js。

RequireJS就是實現(xiàn)了AMD規(guī)范的呢。

詳細(xì)概括：下面以RequireJS為例說明AMD規(guī)范

一、為什么要用require.js？

最早的時候，所有Javascript代碼都寫在一個文件里面，只要加載這一個文件就夠了。后來，代碼越來越多，一個文件不夠了，必須分成多個文件，依次加載。下面的網(wǎng)頁代碼，相信很多人都見過。

<script src="1.js"></script>
　　<script src="2.js"></script>
　　<script src="3.js"></script>
　　<script src="4.js"></script>
　　<script src="5.js"></script>
　　<script src="6.js"></script>

這段代碼依次加載多個js文件。

這樣的寫法有很大的缺點。首先，加載的時候，瀏覽器會停止網(wǎng)頁渲染，加載文件越多，網(wǎng)頁失去響應(yīng)的時間就會越長；其次，由于js文件之間存在依賴關(guān)系，因此必須嚴(yán)格保證加載順序（比如上例的1.js要在2.js的前面），依賴性最大的模塊一定要放到最后加載，當(dāng)依賴關(guān)系很復(fù)雜的時候，代碼的編寫和維護(hù)都會變得困難。

require.js的誕生，就是為了解決這兩個問題：

[圖片上傳失敗...(image-56baad-1528035945620)]

（1）實現(xiàn)js文件的異步加載，避免網(wǎng)頁失去響應(yīng)；

（2）管理模塊之間的依賴性，便于代碼的編寫和維護(hù)。

二、require.js的加載

使用require.js的第一步，是先去官方網(wǎng)站下載最新版本。

下載后，假定把它放在js子目錄下面，就可以加載了。

<script src="js/require.js"></script>

有人可能會想到，加載這個文件，也可能造成網(wǎng)頁失去響應(yīng)。解決辦法有兩個，一個是把它放在網(wǎng)頁底部加載，另一個是寫成下面這樣：

<script src="js/require.js" defer async="true" ></script>

async屬性表明這個文件需要異步加載，避免網(wǎng)頁失去響應(yīng)。IE不支持這個屬性，只支持defer，所以把defer也寫上。

加載require.js以后，下一步就要加載我們自己的代碼了。假定我們自己的代碼文件是main.js，也放在js目錄下面。那么，只需要寫成下面這樣就行了：

<script src="js/require.js" data-main="js/main"></script>

data-main屬性的作用是，指定網(wǎng)頁程序的主模塊。在上例中，就是js目錄下面的main.js，這個文件會第一個被require.js加載。由于require.js默認(rèn)的文件后綴名是js，所以可以把main.js簡寫成main。

三、主模塊的寫法

上一節(jié)的main.js，我把它稱為"主模塊"，意思是整個網(wǎng)頁的入口代碼。它有點像C語言的main()函數(shù)，所有代碼都從這兒開始運(yùn)行。

下面就來看，怎么寫main.js。

如果我們的代碼不依賴任何其他模塊，那么可以直接寫入javascript代碼。

// main.js

alert("加載成功！");

但這樣的話，就沒必要使用require.js了。真正常見的情況是，主模塊依賴于其他模塊，這時就要使用AMD規(guī)范定義的的require()函數(shù)。

// main.js

require(['moduleA', 'moduleB', 'moduleC'], function (moduleA, moduleB, moduleC){

// some code here

});

require()函數(shù)接受兩個參數(shù)。第一個參數(shù)是一個數(shù)組，表示所依賴的模塊，上例就是['moduleA', 'moduleB', 'moduleC']，即主模塊依賴這三個模塊；第二個參數(shù)是一個回調(diào)函數(shù)，當(dāng)前面指定的模塊都加載成功后，它將被調(diào)用。加載的模塊會以參數(shù)形式傳入該函數(shù)，從而在回調(diào)函數(shù)內(nèi)部就可以使用這些模塊。

require()異步加載moduleA，moduleB和moduleC，瀏覽器不會失去響應(yīng)；它指定的回調(diào)函數(shù)，只有前面的模塊都加載成功后，才會運(yùn)行，解決了依賴性的問題。

下面，我們看一個實際的例子。

假定主模塊依賴jquery、underscore和backbone這三個模塊，main.js就可以這樣寫：

require(['jquery', 'underscore', 'backbone'], function ($, _, Backbone){

// some code here

});

require.js會先加載jQuery、underscore和backbone，然后再運(yùn)行回調(diào)函數(shù)。主模塊的代碼就寫在回調(diào)函數(shù)中。

四、模塊的加載

上一節(jié)最后的示例中，主模塊的依賴模塊是['jquery', 'underscore', 'backbone']。默認(rèn)情況下，require.js假定這三個模塊與main.js在同一個目錄，文件名分別為jquery.js，underscore.js和backbone.js，然后自動加載。

使用require.config()方法，我們可以對模塊的加載行為進(jìn)行自定義。require.config()就寫在主模塊（main.js）的頭部。參數(shù)就是一個對象，這個對象的paths屬性指定各個模塊的加載路徑。

require.config({

paths: {

"jquery": "jquery.min",
　　　　　　"underscore": "underscore.min",
　　　　　　"backbone": "backbone.min"

}

});

上面的代碼給出了三個模塊的文件名，路徑默認(rèn)與main.js在同一個目錄（js子目錄）。如果這些模塊在其他目錄，比如js/lib目錄，則有兩種寫法。一種是逐一指定路徑。

require.config({

paths: {

"jquery": "lib/jquery.min",
　　　　　　"underscore": "lib/underscore.min",
　　　　　　"backbone": "lib/backbone.min"

}

});

另一種則是直接改變基目錄（baseUrl）。

require.config({

baseUrl: "js/lib",

paths: {

"jquery": "jquery.min",
　　　　　　"underscore": "underscore.min",
　　　　　　"backbone": "backbone.min"

}

});

如果某個模塊在另一臺主機(jī)上，也可以直接指定它的網(wǎng)址，比如：

require.config({

paths: {

"jquery": "https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.7.2/jquery.min"

}

});

require.js要求，每個模塊是一個單獨的js文件。這樣的話，如果加載多個模塊，就會發(fā)出多次HTTP請求，會影響網(wǎng)頁的加載速度。因此，require.js提供了一個優(yōu)化工具，當(dāng)模塊部署完畢以后，可以用這個工具將多個模塊合并在一個文件中，減少HTTP請求數(shù)。

五、AMD模塊的寫法

require.js加載的模塊，采用AMD規(guī)范。也就是說，模塊必須按照AMD的規(guī)定來寫。

具體來說，就是模塊必須采用特定的define()函數(shù)來定義。如果一個模塊不依賴其他模塊，那么可以直接定義在define()函數(shù)之中。

假定現(xiàn)在有一個math.js文件，它定義了一個math模塊。那么，math.js就要這樣寫：

// math.js

define(function (){

var add = function (x,y){

return x+y;

};

return {

add: add
　　　　};

});

加載方法如下：

// main.js

require(['math'], function (math){

alert(math.add(1,1));

});

如果這個模塊還依賴其他模塊，那么define()函數(shù)的第一個參數(shù)，必須是一個數(shù)組，指明該模塊的依賴性。

define(['myLib'], function(myLib){

function foo(){

myLib.doSomething();

}

return {

foo : foo

};

});

當(dāng)require()函數(shù)加載上面這個模塊的時候，就會先加載myLib.js文件。

六、加載非規(guī)范的模塊

理論上，require.js加載的模塊，必須是按照AMD規(guī)范、用define()函數(shù)定義的模塊。但是實際上，雖然已經(jīng)有一部分流行的函數(shù)庫（比如jQuery）符合AMD規(guī)范，更多的庫并不符合。那么，require.js是否能夠加載非規(guī)范的模塊呢？

回答是可以的。

這樣的模塊在用require()加載之前，要先用require.config()方法，定義它們的一些特征。

舉例來說，underscore和backbone這兩個庫，都沒有采用AMD規(guī)范編寫。如果要加載它們的話，必須先定義它們的特征。

require.config({

shim: {

'underscore':{
　　　　　　　　exports: '_'
　　　　　　},

'backbone': {
　　　　　　　　deps: ['underscore', 'jquery'],
　　　　　　　　exports: 'Backbone'
　　　　　　}

}

});

require.config()接受一個配置對象，這個對象除了有前面說過的paths屬性之外，還有一個shim屬性，專門用來配置不兼容的模塊。具體來說，每個模塊要定義（1）exports值（輸出的變量名），表明這個模塊外部調(diào)用時的名稱；（2）deps數(shù)組，表明該模塊的依賴性。

比如，jQuery的插件可以這樣定義：

shim: {

'jquery.scroll': {

deps: ['jquery'],

exports: 'jQuery.fn.scroll'

}

}

七、require.js插件

require.js還提供一系列插件，實現(xiàn)一些特定的功能。

domready插件，可以讓回調(diào)函數(shù)在頁面DOM結(jié)構(gòu)加載完成后再運(yùn)行。

require(['domready!'], function (doc){

// called once the DOM is ready

});

text和image插件，則是允許require.js加載文本和圖片文件。

define([

'text!review.txt',

'image!cat.jpg'

],

function(review,cat){

console.log(review);

document.body.appendChild(cat);

}

);

類似的插件還有json和mdown，用于加載json文件和markdown文件。（完）

另一個人的概括(有點簡單)：

AMD就只有一個接口：define(id?,dependencies?,factory);

它要在聲明模塊的時候制定所有的依賴(dep)，并且還要當(dāng)做形參傳到factory中，像這樣：

<pre style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Microsoft YaHei"; font-size: 16px !important;">1 define(['dep1','dep2'],function(dep1,dep2){...});</pre>

要是沒什么依賴，就定義簡單的模塊，下面這樣就可以啦：

復(fù)制代碼

](javascript:void(0); "復(fù)制代碼")

<pre style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Microsoft YaHei"; font-size: 16px !important;">1 define(function(){
2 var exports = {};
3 exports.method = function(){...};
4 return exports;
5 });</pre>

復(fù)制代碼

](javascript:void(0); "復(fù)制代碼")

咦，這里有define，把東西包裝起來啦，那Node實現(xiàn)中怎么沒看到有define關(guān)鍵字呢，它也要把東西包裝起來呀，其實吧，只是Node隱式包裝了而已.....

這有AMD的WIKI中文版，講了很多蠻詳細(xì)的東西，用到的時候可以查看：AMD的WIKI中文版

三、CMD

大名遠(yuǎn)揚(yáng)的玉伯寫了seajs，就是遵循他提出的CMD規(guī)范，與AMD蠻相近的，不過用起來感覺更加方便些，最重要的是中文版，應(yīng)有盡有：seajs官方doc

<pre style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Microsoft YaHei"; font-size: 16px !important;">1 define(function(require,exports,module){...});</pre>

用過seajs吧，這個不陌生吧，對吧。

前面說AMD，說RequireJS實現(xiàn)了AMD，CMD看起來與AMD好像呀，那RequireJS與SeaJS像不像呢？

雖然CMD與AMD蠻像的，但區(qū)別還是挺明顯的，官方非官方都有闡述和理解，我覺得吧，說的都挺好：

官方闡述SeaJS與RequireJS異同

SeaJS與RequireJS的最大異同（這個說的也挺好）

以上這些只是為了學(xué)習(xí)做的總結(jié)，有部分摘自大牛原話，本人只是為了學(xué)習(xí)方便做的筆記，如有侵權(quán)，聯(lián)系必刪，致敬大牛！